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2013年  第26卷  第9期

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2013, 26(9).
摘要:
大城市机动车污染物排放与控制的情景预测
吉木色, 郭秀锐, 郎建垒, 陈东升
2013, 26(9): 919-928.
摘要(2070) PDF(686)
摘要:
机动车排放控制措施的有效实施对改善城市大气环境质量具有重要意义. 以北京市为例,利用情景预测法评估2011—2020年各项控制措施对城市机动车常规污染物(CO、NOx、HC、PM10)的削减效果.建立Gompertz模型并估算动态车龄分布以预测机动车保有量,运用排放因子法估算6种机动车排放控制情景的污染物削减量. 结果表明:与基准情景相比,轻型客车保有量调控情景对CO、HC和PM10的削减效果较显著,在2020年可分别削减7.81%、9.88%和5.78%;排放标准更新情景对4种污染物均能有效削减,尤其是对NOx和PM10,可分别削减21.19%和24.67%;而淘汰高排放机动车情景的短期削减效果显著,但中、长期效果较差;新能源车推广情景因受到经济、技术条件的限制,削减效果较弱;综合情景考虑了以上所有的削减控制措施并达到最大的削减效果,2020年对CO、NOx、HC和PM10的削减率分别达到29.45%、42.54%、28.04%和41.30%,与基准年(2010年)相比,分别削减约2.81×105、0.63×104、3.77×104和0.17×104t.
复合钙基吸收剂吸附烟气中汞的试验研究
韩斌杰, 岳 涛, 王 凡, 左朋莱, 高 翔, 钟 毅, 史建勇
2013, 26(9): 929-934.
摘要(1795) PDF(414)
摘要:
将飞灰和CaO以4∶1(质量比)混合,在室温25℃下消化10min,在68℃下干燥40min,制得基础吸收剂,再添加5%的KMnO4(或NaClO2)和15%的水分,制成可吸附燃煤烟气汞的复合钙基吸收剂. 研究了KMnO4/NaClO2添加量,吸收剂中水分含量,温度,进口φ(O2)、ρ(Hg0)、ρ(SO2)和ρ(NO)等因素对复合钙基吸收剂吸附烟气汞的影响. 结果表明:随着KMnO4、NaClO2添加量从0增至5%,复合钙基吸收剂对烟气汞10min吸附量从131.75ng/g分别增至443.00和876.08ng/g;在KMnO4(或NaClO2)添加量为5%,水分含量为15%,温度为80℃,进口φ(O2)为6%的条件下,模拟烟气进口ρ(Hg0)从18.0μg/m3增至86.4μg/m3时,复合钙基吸收剂对烟气汞的最大吸附量升至1203.33ng/g(或2391.63ng/g);当进口ρ(SO2)从1429mg/m3增至2286mg/m3时,KMnO4(或NaClO2)添加剂相对应的烟气汞最大吸附量降至421.50ng/g(或860.00ng/g);当进口ρ(NO)从536mg/m3增至938mg/m3时,KMnO4(或NaClO2)添加剂相对应的烟气汞最大吸附量降至336.75ng/g(或776.38ng/g).
广州市交通干线附近细颗粒污染特征
李 婷, 刘永红, 朱倩茹, 徐伟嘉, 姚达文, 丁 卉
2013, 26(9): 935-941.
摘要(1923) PDF(785)
摘要:
利用中山大学大气环境监测平台数据,对广州市交通干线附近的ρ(PM2.5)和ρ(PM1)进行了统计学分析,以研究交通干线附近细颗粒污染特征及变化规律. 结果表明:2008—2012年广州市PM2.5超标严重,但ρ(PM2.5)有所下降. 受季节性污染源及气象因素影响,广州市夏季ρ(PM2.5)平均值为42μg/m3,明显低于春、秋、冬三季. ρ(PM2.5)在工作日与周末差异明显,周末明显高于工作日,而ρ(PM1)在工作日与周末差异不明显. ρ(PM2.5)与ρ(PM1)日变化趋势基本一致,整体上呈白天低、夜晚高,上午低、下午高的特征. ρ(PM2.5)日变化呈单峰,19:00左右达到最大值(53μg/m3);而ρ(PM1)呈双峰变化,在20:00左右达到高峰值(43μg/m3),上午09:00左右也有一小峰值(37μg/m3). ρ(PM2.5)和ρ(PM1)的相关性较好,R(相关系数)为0.94,PM1是PM2.5的主要构成颗粒,所占比重平均值为0.65. ρ(PM2.5)和ρ(PM1)均与交通流量存在相关性,在白天和夜晚变化趋势相一致,但交通流量白天与ρ(PM2.5)更为密切,夜晚则与ρ(PM1)更为密切.
北京西三环地区不同粒径大气颗粒物中有机脂肪酸的污染特性
何 翔, 钱 枫, 李 峣
2013, 26(9): 942-947.
摘要(1594) PDF(433)
摘要:
年1—7月在北京市西三环航天桥地区,用大流量分级采样器分5级采集大气颗粒物样品,采用溶剂提取和衍生化方法对样品进行前处理,利用GC-MS分析不同粒径颗粒物中的有机脂肪酸. 结果表明:在颗粒物中共检出21种MOA(一元有机脂肪酸)和7种DIA(二元有机脂肪酸);ρ(∑21MOA)(21种MOA总质量浓度)和ρ(∑7DIA)(7种DIA总质量浓度)均在粒径<0.69μm的超细颗粒中最高,分别约占各自5级颗粒物质量浓度总和的30.0%和32.5%;颗粒物中ρ(∑21MOA)和ρ(∑7DIA)月际变化规律不同,前者在1—2月最高,3月次之;而后者在5—7月最高. MOA和DIA的组成、分布特点亦不尽相同,其中C10~C24的MOA表现出明显的偶数碳优势,而DIA没有显现奇偶优势;MOA中ρ(C16-MOA)最高,ρ(C18-MOA)次之;DIA中ρ(壬二酸)最高. 基于MOA的C18/C16〔ρ(C18-MOA)/ρ(C16-MOA)〕和CPI(碳优先指数)分析表明,颗粒物中MOA主要来自人为源,与燃煤排放、机动车尾气及烹调排放相关,1—2月燃煤排放对颗粒物中MOA的贡献明显.
北京市西三环地区大气颗粒物中多环芳烃的分布特性
李 峣, 钱 枫, 何 翔
2013, 26(9): 948-955.
摘要(1876) PDF(475)
摘要:
于2012年3—12月在北京市西三环地区按粒径分6级采集大气颗粒物样品,采用气相色谱-质谱(GC-MS)对颗粒物样品中16种优控PAHs(多环芳烃)进行分析. 结果表明:颗粒物中ρ(∑16PAHs)(PAHs的总质量浓度)季节变化显著,表现为冬季>春季>秋季>夏季,并且与ρ(PM)(PM为颗粒物)呈良好线性相关;不同粒径颗粒物中ρ(PAHs)呈向小粒子富集的趋势,PM2.1中ρ(PAHs)约占ρsum(∑16PAHs)〔6级颗粒物中ρ(∑16PAHs)总和〕的64%~87%;除夏季3环PAHs占优势外,其他季节均以4~ 5环PAHs占优势;同时,随着粒径的减小,PAHs有向高环数富集的趋势. 运用主成分分析和多元线性回归法进行源解析发现,机动车尾气排放和燃煤是本地区大气颗粒物中PAHs的主要来源;不同粒径颗粒物中的PAHs来源有差异,2.1~10.2μm粒径段颗粒物中PAHs主要来源于机动车尾气排放,贡献率为63.0%;而1.3~2.1μm和<1.3μm的颗粒物中PAHs均主要来源于燃煤,贡献率分别为56.8%和58.7%.
日本琵琶湖的治理历程、效果与经验
余 辉
2013, 26(9): 956-965.
摘要(2736) PDF(453)
摘要:
以琵琶湖富营养化综合治理历程为主线,对琵琶湖30余年的治理过程、资金投入、治理措施、成功经验与成果进行了梳理. 截至2006年,琵琶湖综合整治历时35a,总投资约2.86×1012日元(约相当于1800×108元人民币),参照我国GB 3838—2002《地表水环境质量标准》,目前琵琶湖北湖水质维持在Ⅰ类水平,南湖由Ⅲ~Ⅳ类水恢复到I~Ⅱ类水质. 琵琶湖的治理分为2个阶段:第一阶段为1972—1997年,历时25a,这一阶段在琵琶湖水资源有效利用及防洪防灾上取得很大成就,但水质与环境仍在恶化; 1999年至今为第二阶段,主要目标是水质保护、水源涵养及自然环境与景观保护,目前琵琶湖富营养化已得到有效控制. 琵琶湖采取的综合治理措施主要包括依法治湖、中长期综合治理规划、流域污染源系统控制、自动监测系统及专门研究机构建立以及公众参与等5个方面. 主要治理经验包括:①严格控制氮、磷污染源,管网及大型污水处理设施建设着眼于未来长远规划,污水处理深度除磷脱氮技术的普及是污染源系统控制的关键;②大力提高森林覆盖率以减少面源污染的产生,改善水源涵养及流域生境;③切实做到有法必依、执法必严,实现依法治湖;④高度重视环境教育及公众参与;⑤积极推动各科研机构对环境问题的研究.
太湖北部不同湖区春、夏季溶解性酸性多糖分布
刘丽贞, 秦伯强, 吴 攀, 牛 城, 张运林, 黄 琪, 邓建明
2013, 26(9): 966-971.
摘要(1462) PDF(411)
摘要:
为研究太湖dAPS(dissolved acidic polysaccharides,溶解性酸性多糖)的时空变化,探讨湖泊水体中dAPS对有机碳的贡献和重要性,于2012年春、夏季调查了太湖北部不同湖区(竺山湾、梅梁湾、贡湖湾、湖心区)水体中ρ(dAPS),分析了其时空变化特征及其与ρ(Chla)之间的关系,并探讨了不同湖湾中dAPS对DOC(溶解性有机碳)的贡献率. 结果表明,太湖北部水体中ρ(dAPS)春、夏季变化范围为3.02~9.93mg/L,平均值为(6.10±1.59) mg/L. 夏季太湖北部各湖区之间ρ(dAPS)没有显著性差异,春季梅梁湾中ρ(dAPS)显著高于湖心区(P<0.05),其他湖区并没有显著性差异. 春、夏两季ρ(dAPS)的最低值均出现在湖心区. 除贡湖湾外,夏季太湖北部各湖区ρ(dAPS)与ρ(Chla)都存在显著线性正相关,而春季各湖区则无显著线性关系. 这说明春、夏季dAPS的受控因素不一样,夏季ρ(dAPS)受藻类影响较大. 夏季各湖区dAPS对DOC的贡献率以贡湖湾最高,平均值高达46.7%±7.7%,春季则以梅梁湾的贡献率较高,平均值为68.6%±5.9%,这意味着dAPS在太湖水体有机碳循环中起着重要的作用.
三氯乙烯在不同土壤中的解吸行为
邱兆富, 胡 林, 何 龙, 王治立, 吕树光, 隋 倩, 林匡飞
2013, 26(9): 972-978.
摘要(1573) PDF(369)
摘要:
采用w(TOC)(TOC为总有机碳)不同的2种天然土壤以及用H2O2去除大部分软碳和高温灼烧去除全部有机碳后所得到的6种土样为吸附剂,以TCE(三氯乙烯)为研究对象,考察了有机碳含量及组成、矿物质、初始ρ(TCE)等因素对TCE解吸行为的影响,并比较了吸附解吸异质性大小. 结果表明,解吸平衡时6种土样的TCE解吸量不到相应吸附量的25%;TCE在6种土样上的解吸等温线表现出更高的非线性特征. 所有土样都表现出一定程度的吸附解吸异质性,HI(异质性指数)均大于2.0,其中H2O2氧化土样的异质性更高(HI>4.0). 2种原土中有机碳和矿物质对TCE解吸的平均贡献率分别为74%和26%,而H2O2氧化后的2种土样中该值分别为68%和32%;初始ρ(TCE)越高,矿物质的解吸贡献率相对越低. 此外,TCE的解吸量与土壤矿物质中孔和微孔的体积也有一定的关系.
蒸气入侵暴露情景下土壤气筛选值推导与比较
钟茂生, 姜 林, 贾晓洋, 姚珏君, 夏天翔, 蔡月华
2013, 26(9): 979-988.
摘要(2044) PDF(363)
摘要:
采用J&E模型推导了典型蒸气入侵暴露情形下土壤气中ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值,并与US EPA(美国国家环境保护局)及美国各州的颁布值进行比较. 结果表明,具有致癌效应的苯、氯仿相同暴露情形下的筛选值低于非致癌效应的甲苯、1,1-二氯乙烯3~4个数量级,表明VOCs污染场地应重点关注致癌性污染物. 其中,浅层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为9.6×102、2.7×102、1.1×107、4.0×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为4.6×103、1.3×103、6.3×107、2.4×106μg/m3. 深层土壤气居住暴露情形下ρ(苯)、ρ(甲苯)、ρ(氯仿)及ρ(1,1-二氯乙烯)的筛选值分别为1.1×103、3.1×102、1.2×107、4.5×105μg/m3,工商业暴露情形下分别为5.2×103、1.5×103、7.1×107、2.7×106μg/m3. 筛选值大小的决定因素包括污染物的室内允许浓度、土壤气衰减系数及建筑物参数. 浅层与深层土壤气中各污染物筛选值无明显差异,但与US EPA及美国各州的颁布值差异较大,这主要是由污染物室内允许浓度及衰减系数确定方法的不同所致. 浅层土壤气平均衰减系数为2.3×10-4,与深层土壤气平均衰减系数(2.0×10-4)无明显差异,但均低于US EPA对应经验值〔0.1(浅层)、0.01(深层)〕2~3个数量级. 在不考虑吸附及生物降解时,污染源上方清洁土壤对污染物的衰减作用不明显.
城市污水厂H2S排放浓度与水质和泥质指标的相关性
王智超, 席劲瑛, 欧阳云, 胡洪营
2013, 26(9): 989-994.
摘要(1814) PDF(409)
摘要:
于2011年7月—2012年11月对某污水厂进水单元(包括进水泵房、格栅和曝气沉砂池)、污泥浓缩池及储泥池中ρ(H2S)及其对应的污水水质〔温度、ρ(DO)、pH、ρ(CODMn)、ρ(硫化物)〕和污泥泥质指标〔w(AVS)(AVS为酸可挥发性硫化物)、ORP(氧化还原电位)、温度、pH〕进行了长期监测,分别采用单因素和多因素统计方法分析了ρ(H2S)与污水水质、污泥泥质指标之间的相关性. 结果表明:监测期间进水泵房、格栅、曝气沉砂池、污泥浓缩池及储泥池中的ρ(H2S)分别为0.08~4.27、0.04~111.61、0.16~115.69、0.007~0.04和0.21~4.00mg/m3. 进水泵房、格栅和曝气沉砂池中的ρ(H2S)与污水温度呈显著正相关,与污水pH、 ρ(DO)呈显著负相关. 当污水温度低于15℃、ρ(DO)高于0.20mg/L或pH高于7.2时,进水泵房、格栅、曝气沉砂池中ρ(H2S)维持在较低的水平,分别低于0.27、3.90和7.34mg/m3. 污泥浓缩池和储泥池中ρ(H2S)与污泥w(AVS)呈显著正相关,与ORP呈显著负相关.
过硫酸盐缓释材料释放性能及机理
陈方义, 杨 昱, 常 明, 姜永海, 席北斗, 张进保, 廉新颖
2013, 26(9): 995-1000.
摘要(1783) PDF(442)
摘要:
采用过硫酸钾、水泥、砂和水按照一定配比均匀混和后,于立方体模具中成型制备过硫酸盐缓释材料(A1、A2、A3、A4),参照欧盟标准化组织制定的NEN 7375水槽试验方法,分8个阶段更换浸取液连续浸泡缓释材料,考察过硫酸盐缓释材料的释放性能,并初步探讨其缓释机理. 结果表明:过硫酸盐缓释材料在浸泡初期释放速率较大,短时间内释放速率迅速降低,之后缓慢降低;4种配比缓释材料的过硫酸盐释放特性均满足二级动力学方程;砂的含量水平是影响过硫酸盐释放特性的主要因素之一,砂含量较高的A4材料的传质阻力小,传质系数(K)为58.11mg/(d·g),释放过硫酸钾的速率较快;砂含量低的A1、A2材料传质阻力大,传质系数分别为14.59、17.11mg/(d·g),过硫酸钾释放速率较慢. 该研究中过硫酸盐缓释材料最长释放时间可达159.08~501.44d,能够有效实现有效组分过硫酸盐的缓慢释放. 总体上,浸泡初期释放机理表现为标准扩散过程,后期为损耗扩散过程.
阳离子聚丙烯酰胺改性膨润土对靛蓝的吸附性能
孙 杰, 赵新正, 曾 沛
2013, 26(9): 1001-1006.
摘要(1546) PDF(380)
摘要:
采用CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)改性膨润土作为吸附材料,对靛蓝进行吸附研究,考察膨润土投加量、溶液的pH、反应温度、吸附时间及溶液初始ρ(靛蓝)对吸附效果的影响,并对膨润土的性能进行了表征. 结果表明,CPAM改性膨润土对靛蓝的去除率随着投加量的增加迅速增加,最佳投加量为3g/L,达到吸附平衡所需时间为40min. 当溶液pH为4.0~10.0时,CPAM改性膨润土均能保持较大吸附量,并且pH的变化对吸附量影响较小;当溶液pH大于10.0时,吸附量明显降低. CPAM改性膨润土对靛蓝的吸附动力学符合拟一级动力学方程,热力学符合Langmuir和Freundlich方程,回归系数均达0.99以上;pH为6.0时,最大吸附量为5287.0mg/g,是未改性膨润土吸附量的21.4倍,吸附性能比未改性膨润土有显著提高. 通过比表面积的测定及红外光谱和透射电子显微镜分析发现,CPAM与钠基膨润土土层中的阳离子发生离子交换反应,CPAM改性膨润土疏水性增强,层间结构发生变化,同时外比表面积增大,对有机染料的吸附作用增加,说明改性后的膨润土在结构和性能上明显优于未改性膨润土.
Na2S与高聚复配絮凝剂处理酸性高As废水
成应向, 宋伟龙, 许友泽, 戴友芝, 邱亚群, 王强强
2013, 26(9): 1007-1013.
摘要(1619) PDF(339)
摘要:
以酸性高As废水为处理对象,利用硫化法去除并回收As,研究了Na2S·9H2O投加量、反应初始pH、反应时间、Na2S·9H2O投加方式对As去除效果的影响,并通过XRD(X射线衍射)、XRF(X射线荧光光谱分析)对回收的As渣进行分析;对处理后的含As废水,利用高聚复配絮凝剂深度脱As,研究了絮凝剂优化条件、絮凝剂投加量、反应pH对深度脱As的影响并与常见絮凝剂进行对比. 结果表明,Na2S·9H2O投加量为55g/L、两段投加、反应时间为5min、初始pH为2.0的条件下可达最佳除As效果,处理后As回收率达98%以上,出水ρ(As)为0.61g/L,As渣中w(As)、w(S)分别达49.15%、40.98%,其他重金属元素几乎未检出. 在絮凝剂n(Fe)∶n(Si)=5∶1、投加量为7mL/L、pH为8的条件下可得最优深度脱As效果,出水ρ(As)低于0.3mg/L,同等条件下优于常规絮凝剂处理效果. 多批次扩大试验结果表明,组合技术处理废水水质稳定,As回收率平均可达98%以上,出水ρ(As)低于0.3mg/L.
臭氧接触池臭氧投加方式的优化
袁蓉芳, 田 烨, 施春红, 周北海, 顾军农, 张春雷
2013, 26(9): 1014-1021.
摘要(1808) PDF(419)
摘要:
臭氧接触池内臭氧(O3)投加方式是影响臭氧接触池反应效率的关键因素. 以密云水库水为处理对象,对臭氧接触池内臭氧投加方式进行优化,通过考察气液接触方式和投加点个数对ρ(O3)、传质效率及有机物去除率的影响,确定最优臭氧投加方式. 结果表明,适当增加布气点个数可有效增强气液传质,提高有机物去除率,但当布气点个数高于3个时,臭氧传质效率无明显提升,而且造成出水ρ(O3)过高,不利于后续工艺的进行. 采用三段式臭氧投加方式,臭氧投加比为3∶3∶1时,密云水库水中臭氧传质效率达78.1%,有机物去除率为47.5%; 向密云水库水中添加3mg/L腐殖酸后,该投加比下臭氧传质效率为76.8%,有机物去除率为40.3%,出水ρ(O3)为0.26mg/L,不会对后续工艺产生影响;并且该条件下臭氧利用率最高,BrO3-生成量最低,为最佳臭氧投加比.
中美贸易间隐含的大气污染物排放估算
苏 昕, 贺克斌, 张 强
2013, 26(9): 1022-1028.
摘要(2094) PDF(447)
摘要:
随着中国能源消耗和国际贸易的快速增长,中国国际贸易尤其是中美贸易对气候变化的影响受到了广泛关注,但国际贸易对于大气污染的影响却鲜见系统研究. 基于环境投入产出法和结构分解分析法,采用基于技术的、自下而上的大气污染物排放清单,探讨了中美贸易隐含的大气污染物排放问题. 结果表明:由于中国对美国出口贸易顺差较大且商品污染物排放强度较高,造成了中国对美国的出口贸易隐含着较大的污染物排放逆差. 2007年中国对美国出口贸易隐含的SO2、NOx和PM2.5的排放逆差分别为174.26×104、131.15×104和46.88×104t. 有行业针对性的污染物减排措施可以降低中美贸易隐含的污染物排放量;1997—2007年污染物燃烧排放因子和非燃烧直接排放强度的下降就可使出口贸易隐含的SO2和PM2.5排放量降低96.41%和226.26%. 占出口份额最高的机械类制造品的SO2、NOx和PM2.5排放强度分别为72.63、58.38和20.74t/108元,低于所有出口商品的污染物排放强度的平均值, 中国应加强这种高附加值、低污染物排放的商品出口.
铁路运输生命周期评价初探
杨 洁, 王洪涛, 周 君
2013, 26(9): 1029-1034.
摘要(2233) PDF(464)
摘要:
基于生命周期评价方法,建立了我国铁路运输的生命周期模型,包含电力机车和内燃机车的运行、基础设施建设、上游能源和原料生产等主要过程;采用我国2010年铁路货运统计数据、中国生命周期核心数据库(CLCD)等数据源,通过eBalance软件对铁路运输生命周期的环境影响进行了计算和分析. 归一化分析表明,铁路运输生命周期的主要环境影响类型为富营养化、酸化和可吸入无机物,三者分别占全国相应环境影响类型总量的0.92%、0.70%和0.62%. 对大理—保山段铁路实际建设数据的研究表明,铁路基础设施建设及原材料生产的各项环境影响类型对铁路运输生命周期环境影响的贡献在9.45%(富营养化)~73.55%(非能源资源消耗)之间,影响十分显著. 生命周期节能减排综合评价表明,铁路运输节能减排综合指标的主要贡献来自于初级能耗、NOx和CO2,三者分别占ECER(节能减排综合指标值)的30.90%、27.50%和21.60%. 电力机车运输的节能减排效果优于内燃机车运输,其节能减排综合影响比内燃机车低41.91%.